文档介绍：第13章无机化学2012授课课件
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第一节 氢
第二节 稀有气体
第13章
氢 稀有气体
Chapter 13 Hydrogen and r 3. ⅣA族，H的电子层结构处于半满状态,与碳族 元素相似结合能力很强，可形成众多的氢化物； ，氢具有特殊性，有人建议把它放 在周期表之顶，将它与ⅠA、 ⅦA、 ⅣA相连。
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H2在化学反应中的几种成键情况
，H+，气态离子束中有H+， 一般与原子 或分子结合存在； ,H -,只存在于电正性大的盐型 氢化物中； ，存在于大量的无机物和 有机物中； ，氢键（H3O+）、氢桥键 （B2H6）、非化学计量型氢化物()
将氢气分子加热至2000K以上，特别是通
过电弧或者进行低压放电，可得到原子氢。
H2 (g) = 2H (g)
原子氢比单质氢有更强的还原性
例如： As+3H=AsH3 S+2H=H2S
CuCl2+2H=Cu+2HCl
BaSO4+8H=BaS+4H2O
氢化物的合成方法
合成二元氢化物的三种常用方法是：
(1) 元素直接化合 2E + H2(g) 2 EH
例如，2Li(l) + H2(g) 2LiH(s)
(2) BrØnsted 碱的加合质子 E- + H2O(ag) EH + OH-
例如，Li3N(s) + 3 H2O(l) 3Li(OH) (ag) + NH3(g)
(3) 卤化物或拟卤化物与氢化物之间的复分解
E’H + EX E’X + EH
例如，LiAlH4 + SiCl4 LiAlCl4 + SiH4
工业上用第(1)种方法合成放能化合物，然而某些情况下需要采取强化条件(高压、高温和催化剂)(2) 和(3)种方法，.
二元氢化合物在周期表中的分布
二元氢化合物的分类
氢的大多数二元化合物可归入下述三大类中的某一类：共价型氢化物、离子型氢化物和金属型氢化物(间充型氢化物). ，而是表现出某种连续性. 例如，很难严格地铍和铝的氢化物归入“离子型”或“共价型”的任一类.
实验室制备:
Zn + 2H+ = H2↑+ Zn2+
Zn + 2H2O + 2OH- = Zn(OH)42- + H2↑
实验室制氢气中杂质来源与除去方法
H2S锌中含微量 ZnS
H2S + Pb2+ + 2H2O →PbS + H3O+
AsH3 锌和硫酸中含微量As
AsH3+3Ag2SO4+3H2O→6Ag+H3AsO3+3H2SO4
SO2锌还原 H2SO4 产生
SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O
三、氢的制备
工业上制氢主要有三种方法:
（1）水煤气法
C（赤热）+H2O(g) H2+CO(g)
水煤气在用作燃料时就不必分离开H2与CO，但为了制备H2，就必须分出CO。
可以将水煤气和水蒸气混合通过红热的催化剂氧
化铁，CO转变为CO2，×103KPa(20atm)下用水洗涤CO2和H2的混合气体，使CO2溶于水而分离出H2。
CO+H2+H2O（g）=CO2+2H2+ KJ
（2）甲烷转化法
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
（3）水的电解法
电解反应如下:
阴极 2H2O­+2e→H2↑+2OH-
阳极 4 OH-→O2↑+2H2O­+4e
2 H2O(l)=2H2(g)+O2(g)
四、氢能源
近十多年来，对以氢气作为未来
的动力燃料的氢能源的研究获得
了迅速的发展，象电一样，氢是
一种需要依靠其他能源如石油、
煤、原子能等的能量来制取的所
谓“二级能源”。（而存在于自然
界的可以提供现成形式的能量称
为一级能源，如煤、石油、太阳
能或原子能）。
氢之所以可被选为未来的二级能源，是因为它
具有下